CRH5型动车组充电机、蓄电池电路浅析及故障分析

中车永济电机有限公司 晋 东 任永军

引言

2007年4月18日，CRH型和谐号动车组的胜利开行,标志着我国高铁事业的蓬勃发展，我国高铁技术已经跻身于世界先进国家行列。随着动车组的顺利开行，各类动车组的关键设备问题也逐渐暴露出来,这些问题的出现直接影响到动车组的安全平稳运行。

CRH5型动车组故障中，尤以电气故障为主，在日常的动车组检修过程中，深刻的暴漏出检修人员对动车组电路部分的认识学习程度不够，严重影响了动车组的检修质量。本文通过对CRH5型动车组充电机、蓄电池低压电路学习，并结合日常检修过程遇到的故障，总结出对故障排查的有效方法。

一、CRH5型动车组蓄电池、充电机电路部分

（一）概述

CRH5型动车组低压控制电路由蓄电池、充电机供电。蓄电池负责在动车组在没有外接电源或受电弓未受流的情况下为动车组控制电路、车内照明等供电；充电机负责在动车组有外接电源或受电弓在受流的情况下为动车组蓄电池、控制电路、车内照明等供电。

CRH5型车在每节车厢上有安装了蓄电池作为低压供电的主要电源，负责在充电机不工作时向车负载提供电能，保证系统能正常工作。可向车上负载提供24V电源，在使用时，8节车厢并联向负载供电。单车蓄电池总容量为230Ah，由2组并联构成，每组20节，每节1.2V，可使用15年。

CRH5型车在每节车厢上有安装了充电机，主要负责向车上负载提供电能并给蓄电池充电。充电机采用恒流充电方式给蓄电池充电，一旦充满（最高充电电压29V），充电机将根据蓄电池补偿温度采用恒压方式供电。充电机最大功率15KW，最大输出电流570A，最大输出电压波动值3.5v。

由于控制电路中大部分控制继电器最低工作电压为18V，所以CRH5型动车组馈电电压为18V。当动车组馈电时，需要利用动车组检修库内地面电源对动车组进行外接中压充电，当然也可以对馈电蓄电池进行外接低压充电。

（二）低压供电电路工作原理

CRH5型动车组充电机、蓄电池在给本车低压控制及负载供电的同时也通过DC24V干线为其他车的低压控制及负载供电。低压控制及负载分为：+LP优先供电级负载，主要负责动车组启动控制及启动设备电源；B1+非优先供电级负载。

（三）低压供电电路功能

1、功能简介：

CRH5型动车组充电机、蓄电池低压供电部分主要介绍了以下内容：

（1）优先供电和非优先供电负载的供电输出；

（2）蓄电池的启动和停止；

（3）充电机的保护。

2、控制功能实现及分析

2.1 蓄电池供电

闭合断路器FB1、FB2、FB3有3个电路实现功能。

（1）蓄电池输出线正极（+B），经FB2→二极管D2→FB1→BT向具有优先供电级别的+LP输出。

（2）在启动蓄电池主断路器TSB的情况下，+B→FB2→TSB主触头→二极管D0→BT向非优先供电级别的B1+输出；

（3）+B→BT→+KCB，作为TSB控制线圈启动和停止的控制电源。

2.2 充电机供电

由外部接入的380V电源（CB—R，CB-S，CB-T，CB-N）经滤波及变控后输出+24V，由充电机输出可实现：

（1）经二极管D0→BT→B1+向非优先供电级负载供电

（2）经TSB→D2→D0→D1→FB1→BT→+LP向优先供电级负载供电

（3）经TSB→FB2→BT→向蓄电池充电

2.3 外部供电

通过插座17PCBT1接入外接+24V电，同蓄电池输出线+B相连，其作用同蓄电池。

通过2.1、2.2和2.3的分析可以看出：

（1）若想断开车上全部负载的供电除断开TSB外，还要在充电机处断开FB1

（2）在有外接380V输入的情况下，即使断开TSB，非优先供电负载（B1+）也可以正常工作。

2.4 充电机的工作、故障指示和停止保护：

2.4.1 充电器在接入AC380V电源后，就可以自启动向外输出DC24V。在充电机工作正常时其X30插的O针和T针就会有指令输出，其中T针输出的指令作为列车线贯通全车并把指令传递给网关。全列至少有一个充电机工作在正常时网关才会接收到充电机正常的指令。在充电机有故障停止工作时，X03插的M针会输出指令通知TCMS。

2.4.2 在充电机检测到遇有外部短路等重大故障时X03插的H针会和负线接通，继电器17KBS激活，B1+→17Q06空开→17KBS线圈→SCB的X03插H针→充电机控制板→-LL。17KBS线圈激活后，会使充电机交流供电空开 15.2QM01的脱扣线圈激活，使空开自动断开。实现保护充电机。B1+→空开17Q07→17KBS常开触点→15.2QM01线圈→-LL。

2.5 蓄电池温度补偿

充电机在充电过程中会根据蓄电池电解液的湿度对充电电压进行自动调整，因此在每节车的蓄电池上有一个PT100温度传感器,并将信号输入到充电机控制板，实现对充电电压的控制。

二、RH5型动车组蓄电池、充电机电路故障分析

CRH5型动车组蓄电池、充电机故障发生频次较少，主要故障为：TD屏显示充电机离线、蓄电池断不开、蓄电池馈电等故障。

TD屏显示充电机离线、报红故障：这类故障发生在充电机内部，多是充电机主控板、电源板造成。

蓄电池断不开：蓄电池断不开是由于TSB继电器烧损造成，无法产生断开的触发信号，应急处理办法是断开该蓄电池中的FB2、FB3开关，避免该蓄电池馈电，或者更换TSB继电器。

蓄电池馈电：没有外接电源和受电弓未受流的情况下，长时间启用蓄电池供电造成。我们在日常检修中严格监控蓄电池使用状态，或是多采用外接电源供电方式进行断电检修作业。

三、结束语

CRH5型动车组低压供电部分是动车组控制系统的基础，熟练掌握该部分电路原理有助于掌握动车组其他电气体统电路部分的要领，进而增进员工业务素质，而对其故障的排查、判断、处理是一个不断摸索，不断学习，不断积累的过程，通过了解故障的现象，系统学习低压供电部分的构成、原理及功能，从而认识故障本质，作出正确的判断、恰当的处理。目前，动车组日常运用中遇到的设备故障问题多种多样，为保证动车组安全平稳运用，这就需要我们然真钻研、交流，积累丰富的检修经验，为今后动车组的发展奠定基础。

[1]张曙光.CRH5型动车组[M].北京：中国铁道出版社,2008.

[2]黄璐.CRH5型动车途中应急故障处理[M].北京：中国铁道出版社,2014.